Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad Estatal de Washington responde a preguntas de larga data sobre la formación de un tipo raro de diamante durante los principales impactos de meteoritos.
El diamante hexagonal o la lonsdaleita es más duro que el tipo de diamante que se usa típicamente en un anillo de compromiso y se cree que se hace de forma natural cuando los meteoritos grandes con grafito chocan contra la Tierra.
Los científicos han desconcertado la presión exacta y otras condiciones necesarias para hacer un diamante hexagonal desde su descubrimiento en un fragmento de meteorito de Arizona hace medio siglo.
Ahora, un equipo de investigadores de WSU ha observado y registrado por primera vez la creación de diamantes hexagonales en grafito pirolítico altamente orientado bajo compresión de choque, revelando detalles cruciales sobre cómo se forma. El descubrimiento podría ayudar a los científicos planetarios a usar la presencia dediamante hexagonal en los cráteres de meteoritos para estimar la gravedad de los impactos.
La investigación fue posible debido a un desarrollo experimental sin precedentes: el Sector de Compresión Dinámica liderado por WSU en la Fuente de Fotones Avanzados del Laboratorio Nacional Argonne. El DCS es la primera instalación experimental de su tipo que vincula diferentes capacidades de compresión de ondas de choque al sincrotrónrayos X. Gracias a sus capacidades únicas, el equipo de WSU pudo tomar instantáneas de rayos X de la transformación de grafito a diamante hexagonal en tiempo real.
Los resultados del trabajo de los investigadores se publican en la revista Avances científicos .
"La transformación al diamante hexagonal ocurre con un estrés significativamente menor de lo que se creía anteriormente", dijo la profesora de Regentes de WSU Yogendra Gupta, directora del Instituto de Física de Choque y coautora del estudio ". Este resultado tiene implicaciones importantes con respecto alestimaciones de condiciones termodinámicas en los sitios terrestres de impactos de meteoritos "
Hacer diamantes
El físico de choque de la WSU Stefan Turneaure y un equipo de investigadores descubrieron que la estructura cristalina de una forma altamente orientada de grafito se transforma en la forma hexagonal poco común de diamante a una presión de 500,000 atmósferas, alrededor de cuatro veces más baja de lo que indicaron estudios anteriores.
Para obtener sus resultados, los investigadores dispararon un impactador de fluoruro de litio a 11,000 mph en un disco de grafito de 2 mm de espesor. Luego usaron rayos X sincrotrón pulsados para tomar instantáneas cada 150 mil millonésimas de segundo mientras la onda de choque del impacto comprimía elmuestra de grafito. Su trabajo mostró claramente que la muestra de grafito se transformó en la forma hexagonal de diamante antes de ser destruida en polvo.
"La mayoría de las investigaciones anteriores se basaron en el examen microestructural de las muestras después de que fueron comprimidas por choque para inferir lo que podría haber sucedido", dijo Turneaure. "Tales mediciones tardías no cuentan la historia completa de lo que sucedió al material durante la compresión de choque."
avanzando
Turneaure y Gupta dijeron que el siguiente paso en la investigación será investigar bajo qué condiciones se puede recuperar el diamante hexagonal puro después de la compresión de choque.
"El diamante es un material con el que es muy fácil entusiasmarse y nuestro trabajo en esta área apenas está comenzando", dijo Gupta. "En adelante, planeamos investigar la persistencia de esta forma de diamante bajo una presión menor. Porquese cree que es un 60 por ciento más duro que el diamante cúbico común, el diamante hexagonal podría tener muchos usos potenciales en la industria si pudiera recuperarse con éxito después de la compresión de choque ".
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Materiales proporcionados por Universidad Estatal de Washington . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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